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基于光谱分析的土壤重金属含量估算研究——以三江源区玉树县和玛多县为例 总被引：1，自引：0，他引：1
以三江源区玉树县和玛多县为研究区,利用实验室测定的As、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg元素含量和室内采集的土壤原始光谱及其4种转换形式,建立了光谱指标与重金属含量的多元回归模型,利用决定系数(R2)、相对分析误差(RPD)及均方根误差(RMSE)评价模型的精度。研究结果表明,土壤As、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量与SOM、Fe、Mn、Al、Mg等元素具有显著相关关系,Hg元素则未达到显著性水平。As、Cu、Pb、Zn、Cr和Cd元素估算模型回归方程R2达到了0.5以上,均通过了显著性检验,其中Pb、Zn和Cr元素验证样本RPD均达到了1.4以上,模型具备粗略估算能力;As、Cu和Cd元素验证样本RPD均低于1.4,模型不具备粗略估算能力。Hg元素估算模型回归方程的R2为0.28,未能通过显著性检验,无法用于对Hg含量的估算。 相似文献
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黄河三角洲芦苇湿地不同水期土壤-植被重金属分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
ICP-AES法研究了黄河三角洲湿地平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(10月)土壤和植被重金属(Hg,Cu,Zn,Pb,Cd和Cr)含量分布特征,并分析了土壤和植被重金属含量的关系。结果表明:(1)黄河三角洲芦苇湿地表土和底泥Hg,Cu,Zn平均含量变化呈递减趋势,依次表现出:平水期丰水期枯水期,不同时期土壤重金属Hg,Cu,Zn含量均表现为表土底泥;黄河三角洲芦苇湿地表土和底泥Pb,Cd和Cr平均含量变化呈递增趋势,依次表现出:枯水期丰水期平水期,并且不同时期土壤重金属Pb,Cd和Cr含量均表现为底泥表土,局部有所波动,综合分析可知,黄河三角洲芦苇湿地平水期的Hg,Cu,Zn污染最严重,枯水期Pb,Cd和Cr污染最严重;(2)黄河三角洲芦苇湿地表土重金属Hg,Cu,Zn含量高于底泥,表土重金属Pb,Cd和Cr含量低于底泥;(3)黄河三角洲芦苇湿地植被重金属Hg,Cu,Zn,Pb,Cd和Cr含量均显著高于土壤(p0.05),说明植被的吸收作用在土壤重金属污染中起着关键作用;(4)主成分分析表明黄河三角洲芦苇湿地土壤中Hg和Zn含量、植被中Pb和Cd的含量变化是黄河三角洲芦苇湿地的重金属污染主要影响因子;相关性分析表明,植被体内的重金属含量主要来自和依赖于土壤重金属含量,同时植被对于土壤各重金属的吸收也保持一定的独立性。 相似文献
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冀东平原表层土壤重金属元素的空间变异及模拟研究 总被引：2，自引：1，他引：1
《土壤通报》2010,(4)
以冀东平原为例,运用地统计学方法和ArcGIS技术,分析了土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg、Cr、Ni等8种重金属的空间变异性和相关性;借助最优空间插值模型模拟它们的空间分布特征,对各重金属元素含量高值区形成的原因进行了初步判断。结果表明,研究区8种重金属元素的空间变异指标(C0/C+C0)的大小顺序为:CdHgAsPbCrCuZnNi,Cd属于空间弱相关,Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn属于中等程度的空间相关性,Ni具有较强的空间相关性。研究区土壤重金属元素Cu、Pb、As、Cr、Ni含量的最佳空间插值模型为完全样条径向基函数插值法,Cd、Hg为1次局部多项式插值法,Zn为2阶趋势效应的普通Kriging插值法。通过对研究区表层土壤中8种重金属的插值模拟,8种重金属元素在研究区的不同分布特征表明土壤母质的结构性因素和人为随机性因素共同作用造成了重金属元素在空间上的相关性差异。 相似文献
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土壤可见光-近红外反射光谱与重金属含量之间的相关性 总被引：13，自引：0，他引：13
发展基于反射光谱技术的快速、简便、低成本的土壤重金属信息提取方法是区域土壤重金属污染治理所需要的。选择江西贵溪铜冶炼厂污染区,分析了9种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni、Fe、Mn及Cr)与土壤可见光-近红外反射光谱之间的相关性及其相关的原因。研究表明,研究区土壤中存在Cu(含量介于66.71~387 mg kg-1之间)和Cd(含量介于0.36~6.019 mg kg-1之间)的强烈富集。土壤重金属含量与反射光谱之间存在显著相关,污染元素Cu的最高相关系数为-0.87,Pb、Zn、Co、Ni、Fe的最高相关系数达到高度相关(|r|>0.80),Cr、Cd、Mn的最高相关系数达到显著相关(|r|>0.70)。微分光谱适于获取土壤中的重金属元素信息,利用组合波段能显著提高相关性。Cu与反射光谱之间的相关性主要受有机质的影响;Pb、Zn、Co、Ni主要受黏土矿物和铁锰氧化物的影响;Cr与反射光谱之间的相关性同时受有机质和黏土矿物的影响。 相似文献
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洞庭湖芦苇湿地不同水期土壤—植被重金属分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
《水土保持学报》2015,(5)
以洞庭湖芦苇湿地为例,连续2a采用ICP-AES法研究了平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(10月)土壤和植被重金属(Hg、Cu、Zn、Pb、Cd和Cr)含量分布特征,并分析了土壤和植被重金属含量的关系。研究结果表明,(1)洞庭湖芦苇湿地表土和底泥Hg、Cu、Zn平均含量变化呈递减趋势,依次表现出平水期丰水期枯水期,不同时期土壤重金属Hg、Cu、Zn含量均表现为表土底泥;洞庭湖芦苇湿地表土和底泥Pb、Cd和Cr平均含量变化呈递增趋势,依次表现出枯水期丰水期平水期,并且不同时期土壤重金属Pb、Cd和Cr含量均表现为底泥表土,局部有所波动,综合分析可知,洞庭湖芦苇湿地平水期的Hg、Cu、Zn污染最严重,枯水期Pb、Cd和Cr污染最严重。(2)洞庭湖芦苇湿地表土重金属Hg、Cu、Zn含量高于底泥,表土重金属Pb、Cd和Cr含量低于底泥。(3)洞庭湖芦苇湿地植被重金属Hg、Cu、Zn、Pb、Cd和Cr含量均显著高于土壤(P0.05),说明植被的吸收作用在土壤重金属污染中起着关键作用。(4)主成分分析表明,洞庭湖芦苇湿地土壤中Hg和Zn含量、植被中Pb和Cd的含量变化是洞庭湖芦苇湿地的重金属污染主要影响因子;相关性分析表明,植被体内的重金属含量主要来自和依赖于土壤重金属含量,同时植被对于土壤各重金属的吸收也保持一定的独立性。 相似文献
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基于灰度关联-岭回归的荒漠土壤有机质含量高光谱估算 总被引：13，自引：7，他引：6
为改善高光谱技术对荒漠土壤有机质的估测效果,该文采集了以色列Seder Boker地区的荒漠土壤,经预处理、理化分析后将土样分为砂质土和黏壤土2类,再通过光谱采集、处理得到6种光谱指标:反射率(reflectivity,REF)、倒数之对数变换(inverse-log reflectance,LR)、去包络线处理(continuum removal,CR)、标准正态变量变换(standard normal variable reflectance,SNV)、一阶微分变换(first order differential reflectance,FDR)和二阶微分变换(second order differential reflectance,SDR)。通过灰度关联(gray correlation,GC)法确定SNV、FDR、SDR为敏感光谱指标,采用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)法和岭回归(ridge regression,RR)法,构建基于敏感光谱指标的土壤有机质高光谱反演模型,并对模型精度进行比较。结果表明:砂质土有机质含量的反演效果要优于黏壤土;基于SNV指标建立的模型决定系数R~2和相对分析误差RPD均为最高、均方根误差RMSE最低,所以SNV是土壤有机质的最佳光谱反演指标;对SNV-PLSR模型和SNV-RR模型综合比较得出,SNV-RR模型仅用全谱4%左右的波段建模,实现了更为理想的反演效果:其中,对砂质土有机质的预测能力极强(R_p~2为0.866,RMSE为0.610 g/kg、RPD为2.72),对黏壤土有机质的预测能力很好(Rp2为0.863,RMSE为0.898 g/kg、RPD为2.37)。荒漠土壤有机质GC-SNV-RR反演模型的建立为高光谱模型的优化、土壤有机质的快速测定提供了一种新的途径。 相似文献
7.
为更好地研究利用光谱反映的土壤重金属信息，实现具有多重金属复合污染问题的铅锌矿区土壤重金属含量高光谱快速估测，该研究以河北省某铅锌矿区为例，首先对研究区土壤的Cu、Cr、Ni、Zn、Cd、Pb污染状况进行了评价分析，其次基于实验室高光谱数据，组合变换光谱、特征变量和反演算法形成不同反演策略，通过各反演策略下的重金属反演精度比较，定量分析不同光谱预处理、特征选择和建模算法的优劣与适应性，构建最优反演模型。研究结果表明：1）研究区土壤Cr、Ni清洁程度较好，其余Cu、Zn、Cd、Pb均有不同程度污染；参比当地土壤背景值，区域内梅罗综合污染指数均值29.7，为重度污染，潜在生态风险因子均值1330.3，处于高生态风险状态；2）光谱预处理可以增强土壤重金属信息表达。其中，光谱微分效果较好，但易受噪声影响，而多元散射校正、标准正态变量、倒数对数变换可以进行光谱去噪，提升处理效果；3）特征选择方法中，相关系数法选择特征波段数目多，不同重金属反演R2 差异较大；Boruta法选择特征波段数目少，不同重金属反演R2 差异较小；4）BPNN、XGBoost可以较好描述重金属含量与光谱的非线性关系，相较于其他算法具有更好表现，分别实现了Cr、Ni、Zn和Pb、Cd的最优反演，SVMR实现了Cu的最优反演。研究表明，不同的光谱预处理、特征选择与建模算法对于土壤重金属含量的反演均具有较大影响，选择合适的处理、建模算法可以有效提升反演精度。该研究为进一步实现高效、准确、大范围遥感监测铅锌矿区土壤重金属污染状况提供参考依据。 相似文献
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研究评价徐州市北郊农业土壤重金属污染状况结果表明,该区农业土壤中Cu、Cd、Pb、Zn和Cr 5种重金属平均含量均高于土壤背景值,其农业土壤Cd、Cr为重污染,土壤Zn为污染警戒级(尚清洁水平),其他2种元素为安全级(清洁水平),其综合污染指数为Cr>Cd>Zn>Cu>Pb。 相似文献
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新乡市大棚菜田土壤重金属积累特征及污染评价 总被引：4，自引：0，他引：4
采用微波消解-ICP-AES技术,测定不同种植年限大棚菜田土壤样品中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属的含量,研究不同种植年限与大棚菜田土壤重金属累积的相关性以及大棚菜田土壤重金属累积特征,并利用地积累指数法进行污染评价。结果表明:大棚菜田土壤重金属Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量与种植年限具有极显著相关性;大棚菜田土壤中重金属Cd和Cr的含量与种植年限不相关。重金属元素间相关性分析表明,Zn与Pb、Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Pb与Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Cd与Ni、Mn、Cr,Ni与Mn、Cr、Cu,Mn与Cr、Cu具有污染同源性,Cu与Cd、Cr不具有污染同源性。地积累指数法污染评价结果显示Cd的污染等级达到了6级,已构成了极严重污染;Zn和Cu的污染等级达到2级,已构成了中度污染;Pb、Mn的污染等级达到1级,已经构成了轻~中度污染;As、Ni、Cr均未构成污染。 相似文献
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大庆龙凤湿地土壤重金属空间分布特征 总被引：2，自引：0，他引：2
对大庆龙凤湿地土壤Cu,Cr,Cd,Zn,Pb和As六种重金属元素的空间分布特征进行了研究.结果表明:湿地土壤表土层(0-10 cm)Cu,Cr,Cd,Zn,Pb和As在水平分布上的变化较大,除Cr和Zn外,Cu,Cd,Pb和As含量均低于松嫩平原土壤重金属含量平均值;在土壤剖面中,Cu,Cr,Cd和As都随着土层深度的增加逐渐减少,而Pb和Zn则是先增加后减少,这与区域内土壤的理化性质、成母土质、岩石风化及淋溶作用有极大的关系.Cu,Cd,Zn,Pb,As五种重金属元素之间,除Cu和As间相关关系不显著外,其余各重金属元素之间均呈极显著的正相关关系,而Cr只与Cu呈显著正相关,与其他各重金属元素之间均未表现出显著的相关性,由此推测Cu,Cd,Zn,Pb,As元素的来源可能相同,且具有一定的共生组合性,而Cr则受湿地周边复杂环境及人为随机因素的影响较大. 相似文献
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两种退耕还林模式对土壤微生物优势类群的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以两种退耕还林模式的桦木林地、苦竹林地和农耕地(对照)为对象,对各样地土壤微生物优势类群数量的季节性动态变化、垂直分布特征及其与土壤酶活性的相关性进行了研究。结果表明,土壤微生物的优势类群为微球菌属(Micrococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)、游动放线菌属(Actinoplanes)、酵母菌(未定属)、木霉菌属(Trichoderma)这6类。两种退耕还林模式下土壤优势微生物类群数量存在差异,春、夏、秋三季均为苦竹林所占比例最大,冬季为桦木林最大。两种林地和农耕地土壤微生物优势类群数量季节性变化规律为微球菌和酵母菌在夏、冬季较大,春、秋季较少;芽孢杆菌在秋季最大,夏季最小;游动放线菌与木霉菌数量在四季中变化不大;链霉菌是夏季最高,冬季最少。各优势微生物类群数量的垂直分布特征表现为微球菌、游动放线菌、木霉菌随土壤层的加深其数量逐渐降低,芽孢杆菌、链霉菌数量则随土壤层的加深而逐渐增加,酵母菌随土壤层的加深其数量减少,但趋势不明显。两种林地对各优势微生物类群数量的根际效应为:链霉菌和木霉菌的R/S值大于1,酵母菌的R/S值小于1,微球菌和游动放线菌在桦木林的R/S值大于1而在苦竹林小于1。在优势微生物类群和土壤酶之间,微球菌与转化酶,芽孢杆菌与纤维素酶,木霉和游动放线菌与过氧化氢酶,酵母与脲酶呈显著正相关关系。 相似文献
12.
pH对磷钾铝石形成的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
Effects of column temperature and flow rate on separation of organic acids were studied by determining nine low-molecular-weight organic acids on reversed-phase C18 column using high performace liquid chromatography(HPLC) with a wavelength of UV(ultraviolet)214 nm and a mobile phase of 18 mmol L^-1 KH2PO4 buffer solution (pH2.1).The thermal stabiltiy of organic acids was determined by comparing the recoveries of organic acids in different temperature treatments.The relationships between column temperature,flow rate or solvent pH and retention time were analyzed.At low solvent pH,separatioin efficiency of organic acids was increased by raising the flow rate of the solvent because of lowering the retention time or organic acids.High column temperature was unfavorable for the separation of organic acids.The separating effect can be enhanced through reducing column temperature in organic acid determination due to increasing retention time.High thermal stability of organic acids with low concentrations was observed at temperature of 40℃-45℃,Sensitivity and separation effect of organic acid determination by HPLC were clearly improved by a combination of raising flow rate and lowering column temperature at low solvent pH. 相似文献
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不同砧木对脐橙幼树生长和叶片养分含量变化的影响 总被引：4，自引：1，他引：4
以体细胞杂种红桔+枳和红桔+粗柠檬、有性杂种Troyer枳橙和Sweingel枳柚作砧木的脐橙2年生嫁接苗为试材,利用盆栽试验研究了不同砧木对苗木生长和叶片养分含量年动态变化的影响。结果表明,红桔+枳的生长势和花量明显地优于其它砧木,红桔+粗柠檬的生长和花量介于2种有性杂种之间;砧木基本上不影响叶片N、P、K、Mg和Mn含量年变化,但明显影响叶片Ca、Fe和Zn含量的年变化;在同一个生长期,不同砧木对叶片养分含量有明显的影响。此外本文还讨论了体细胞杂种砧木的利用价值。 相似文献
14.
N. V. Nair A. Selvi T. V. Sreenivasan K. N. Pushpalatha Sheji Mary 《Genetic Resources and Crop Evolution》2006,53(1):163-169
The potential use of RAPD markers in identifying genuine intergeneric hybrids of Saccharum was examined in 12 hybrids of Saccharum with Erianthus spp., Sorghum bicolor and Zea mays. In the three groups of hybrids examined, RAPD markers could precisely identify the true hybrids of Saccharum officinarum × Sorghum bicolor and Saccharum officinarum × Zea mays. Though Erianthus had a very distinct RAPD profile and as many as 107 Erianthus-specific bands were identified, a decisive profile that can identify all the hybrids could not be obtained. The strong molecular
differentiation between S.officinarum and Erianthus was not adequately resolved in the RAPD profiles of their hybrid progenies which suggest that more refined molecular techniques
will be required for the characterization of Saccharum–Erianthus hybrids. 相似文献
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Ebrahim Adhami Hamid Reza Owliaie Roya Molavi Najafali Karimain 《Archives of Agronomy and Soil Science》2013,59(2):251-263
The aim of the present study was to evaluate the status of inorganic phosphorus (P) fractions in ten virgin soil profiles, and to study the relationships between P fractions and soil properties from Kohgyloyeh and Boir Ahmad province, Iran. The soils belonged to Alfisols, Entisols, Mollisols, and Inceptisols. Mean annual precipitation and temperature ranges were 450–850 mm and 12.2–22.4°C, respectively. Inorganic P was fractionated by sequential extraction with NaHCO3, NH4OAc, MgCl2, NH4F, NaOH, citrate-dithionite-bicarbonate (CBD), and H2SO4, which are referred to as NaHCO3–P, NH4OAc–P, MgCl2–P, NH4F–P, NaOH–P, CBD–P, and H2SO4–P, respectively. Generally, the NaHCO3–P, NH4OAc–P, MgCl2–P, and NH4F–P were higher in surface horizons, especially wherever there was higher annual precipitation. Results showed that H2SO4–P constituted the largest inorganic P fractions in all profiles. For all the soils studied the distribution of P fractions was similar to that of weakly weathered soils under arid and semi-arid regions which represent an early stage of development. Pedogenic P compounds were higher where weathering was higher, i.e., in surface horizons and at higher annual precipitation. 相似文献
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通过样地法对小浪底水库库区山地生态系统不同群落间的Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D1)、Margalef物种丰富度(D2)、种间相遇概率(P)和Pielou均匀度指数(Jsw)等多样性指数进行研究,利用统计方法分析不同群落的物种多样性指数与其所处环境的关系。结果表明:1)物种多样性指数和丰富度指数与群落类型有密切关系,同一类型的群落中,多样性指数随演替时间表现出复杂的关系;2)土壤含水量对H′、P、Jsw、D1等呈极显著的正相关性,土壤厚度与H′、D1、P呈显著正相关性;多样性指数与坡度无相关性;土壤有机质、速效氮、速效磷等养分指标与多样性指数H′、D1有显著的正相关;3)多样性指数H′与乔木、灌木群落生物量表现为正相关关系,草本群落与D1相关性不显著;4)乔木林群落的恢复时间与Jsw、H′呈正相关关系,其余多样性指数(P、D1、D2)与恢复时间关系不显著(P>0.05);恢复时间每增加10a,群落物种数平均增加约6种;5)物种多样性指数H′与灌木的盖度和高度呈极显著正相关性;有些单优群落随高度增加和盖度提高,多样性指数反而表现出降低;6)草本植物群落的高度和盖度与物种丰富度指数D2与呈显著的负相关关系,与H′相关性不显著。 相似文献
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利用玻璃微电极技术测定了扬稻6号(籼稻)幼苗根尖细胞在吸收不同NO3-浓度(0.01、0.02、0.1、0.2、0.5、1.0和2.0.mmol/L)过程中膜电位的变化。结果表明,1)水稻根系吸收NO3-引起膜的去极化,去极化到一定程度后出现复极化;有小部分水稻根表现为超极化。在0.01～1.0.mmol/L范围内,去极化大小随外界NO3-浓度的增加而增加,且差异显著(P0.05)。0.01.mmol/L.NO3-产生较小的去极化,平均为3.8.mV;0.5.mmol/L.NO3-产生了最大去极化,平均为40.2.mV;当外界NO3-浓度大于1.0.mmol/L时膜电位去极化大小呈下降趋势。根系吸收不同浓度的NO3-而使膜电位去极化的进程符合Michaelis-Menten动力学。2)复极化有部分复极化和完全复极化两种。超极化也有两种:一种是膜电位先超极化,后缓慢复极化;另一种是先出现一个小的去极化,然后是较大幅度的超极化。3)运输蛋白抑制剂PGO抑制了根系吸收NO3-而产生的膜电位的响应。4)对于经CaSO4溶液预培养的水稻来说,C2+主要引起膜电位超极化。 相似文献
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A wheat seedling rhizobox approach was used to differentiate between the rhizosphere and non-rhizosphere (bulk) soil amended with low and high rates of biochar (20 and 60 t ha−1 vs. control). Nitrate (NO3−) was added as the main nitrogen (N) source because emerging biochar research points to reduced NO3− loss through leaching and gaseous loss as nitrous oxide. The rhizosphere under the different treatments were distinct (P = 0.021), with greater soil-NO3− and biochar-NO3− contents in the high biochar treatment. Biochar addition increased wheat root length ratio (P = 0.053) and lowered root N uptake (P = 0.017), yet plant biomass and N content were similar between treatments. The results indicate localisation of NO3− within the rhizosphere of biochar-amended soils which has implications for NO3− loss and improved nitrogen use efficiency. 相似文献
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Abstract The phosphate sorption (P sor) capacity of soils increased when the soils were reduced (Willet and Higgins, Aust. J. Soil Res., 16, 319–326, 1978). The present study aimed at the elucidation of this mechanism using Na2S2O4 and 5 different soils. The P sor of the 5 soils increased with the addition of a small amount of Na2S2O4. Fe(II) was released from the soils with the addition of the same small amount of Na2S2O4. Furthermore, when the amount of FeCl2 corresponding to the amount of Fe(II) released along with the small amount of Na2S2O4 was added, the P sor of the soil increased. However, the P sor of the lowland soils, of which the hydrous Fe oxide content was lower than the others, decreased when the amount of Na2S2O4 addition was increased up to 150–200 g kg?1. Based on these results, the following process is inferred for the increase in the P sor of the soils when they are reduced. Hydrous Fe oxide in soil takes the form of very fine, high-density particles and reacts with P mainly on their surface. When a small amount of Na2S2O4 is added, the hydrous Fe oxide is partially reduced, dissolved and finally re-precipitates with P by oxidation with O2 from the air during the experiment. 相似文献
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在华北土石山区潮关西沟流域天然森林植被调查的基础上,对森林植被群落种间联结和生态位进行研究。结果表明:种间正联结关系非常显著的有柞栎和蒙椴、柞栎和迎红杜鹃、蒙椴和山杨、蒙椴和白蜡、山杨和白蜡、春榆和北京丁香、春榆和大花溲疏、臭椿和山杏、臭檀和栾树、臭檀和大花溲疏、锐齿鼠李和孩儿拳头、小叶鼠李和酸枣。另外,依据种间联结关系,划分了4个生态种组。分析了主要乔灌木的生态位宽度,乔木树种蒙椴、柞栎、春榆和灌木树种荆条、小叶朴和酸枣的生态位宽度均较大。比较了不同种对的生态位重叠指数,乔木不同种对中,山杏和北京丁香、柞栎和白蜡、蒙椴和春榆具有较大的生态位重叠,灌木不同种对组合中,荆条和酸枣、绣线菊和迎红杜鹃、荆条和小叶朴、蚂蚱腿子和迎红杜鹃的生态位重叠较大。 相似文献